RNA干扰在植物中的作用机理及其应用研究进展

RNA干扰(RNAi)是广泛存在于生物中的一种现象,它是小干扰RNA诱导的转录后基因沉默,是生物抵抗异常DNA的一种保护机制,同时在生物生长发育过程中调控基因的表达.本文综述了近年来有关RNA干扰的发现、作用过程及其机理,分析了它与反义寡核苷酸、核酶、脱氧核酶的小同,并介绍了RNA干扰在植物基因功能、植物抗病毒、作物品种改良等方面的应用,为siRNA干扰的进一步利用提供参考资料.     

RNAi技术及其在植物研究中的应用

RNA干扰(RNAinterference,RNAi)是利用双链RNA(dsRNA)特异性地降解相应序列的mRNA,从而特异性地阻断相应基因地表达,且此现象广泛存在于从真菌到植物、无脊椎动物、哺乳动物的各种生物中。介绍了RNA干扰的研究历史、RNA干扰的作用机制及此技术在植物中的应用。     

甲壳动物RNAi技术研究与应用进展

RNA干扰(RNA interference,RNAi)是指由双链RNA(double-stranded RNA,ds RNA)诱发的一种使特定基因沉默的现象。作为一种研究基因功能、发现新基因和抗病毒的新型手段,近年来RNAi技术在昆虫、真菌、植物和哺乳动物等的研究中已被广泛应用,但是在甲壳动物研究中尚处于起步阶段。对甲壳动物RNAi技术实施方法做了简要介绍;着重综述了RNAi技术在甲壳动物CHH家族神经肽类基因功能、蜕皮和生长调控机制、配子及性腺发育调控和甲壳动物抗病毒机制研究上的应用进展。     

番木瓜eIF4E和eIFiso4E基因嵌合hpRNA载体一步快速构建及沉默效果的研究

番木瓜环斑病毒(Papaya ringspot virus,PRSV)严重威胁番木瓜种植业的发展,且目前没有十分有效的防治办法。病毒侵染植物依赖寄主因子的协助,真核翻译起始因子4E(eukaryotic initiation factor 4E,eIF4E)是多种RNA病毒侵染植物的必需因子。以番木瓜eIF4E家族基因为研究对象,构建同时干扰其eIF4E和eIFiso4E基因的发卡RNA(hairpin RNA,hpRNA)载体,并将其导入到番木瓜叶肉原生质中。通过荧光实时定量检测发现,番木瓜中eIF4E和eIFiso4E基因的表达量分别下降了49.8%和67.6%,这为进一步研究番木瓜eIF4E家族基因对PRSV侵染的影响以及利用RNA干扰技术靶向植物基因的病毒防治新策略提供理论和实践依据。     

RNA干扰技术及其在植物研究中的应用

RNA干扰(RNA interference,RNAi)是最近几年发现和发展起来的一门新兴的在转录水平上的基因阻断技术,它是生物体内由双链RNA(double-stranded RNA,dsRNA)介导同源mRNA降解的现象。RNAi广泛存在于从真菌到高等植物、从无脊椎动物到哺乳动物各种生物中。研究表明通过转入目的基因序列的双链RNA可以诱导产生基因沉默现象。同时,RNAi能监控异常的或外源的遗传物质在机体内的水平,并调控基因的表达,是生物体抵御外在感染的一种重要的保护机制,这使得RNA干扰技术具有十分诱人的应用前景。介绍了RNAi的研究历史、作用机制、特点及其在植物研究中的应用。     

RNA干扰及其在果树上的应用

RNA干扰是广泛存在于生物中的一种现象,它是由小干扰RNA诱导的特异基因沉默.它是生物体抵抗异常的一种防御机制,同时在生物生长发育过程中调控基因的表达,为植物基因功能的研究开辟了新途径.综述了RNA干扰的作用机制、RNA干扰的特点,以及近年来RNA干扰在果树生长发育、抗病性、果实品质改良等方面的应用,以期为RNA干扰技术在果实品种品质改良中的应用提供指导.     

丝状真菌中的RNA干扰及其应用技术

RNA干扰是真核生物中相对保守的一种基因特录后表达调控机制,它通过双链RNA介导细胞内mRNA发生特异性降解或翻译抑制,从而调控靶基因的表达.对丝状真菌中RNA压制和减数分裂沉默等现象的研究表明,与动、植物一样,丝状真菌中也存在RNA干扰现象.通过对RNA压制缺失突变株和减教分裂沉默缺失突变株的一系列分子生物学研究,获得了与之密切相关的一系列蛋白,而这些蛋白在结构和功能上与动、植物RNA干扰途径的蛋白高度相似,这些结果证明了丝状真菌中的RNA存在干扰现象.RNA干扰技术作为丝状真菌分子生物学研究或遗传改造的工具具有特殊的意义,因为丝状真菌具有多核和发生非同源重组频率高的特点,难以用基因敲除手段进行改造.系统地介绍丝状真菌中的RNA干扰途径以及使用RNA干扰对真菌进行遗传改造的方法.     

植物长链非编码RNA研究进展

长链非编码RNA(Long non-coding RNA,lncRNA)长度大于200个核苷酸,大量存在于生物体中并具有多种生物学功能。目前,植物中发现的lncRNA大多由RNA聚合酶Ⅱ转录,并通过目标模仿、转录干扰、组蛋白甲基化和DNA甲基化等多种机制介导基因的表达,在植物开花、雄性不育、营养代谢、生物和非生物胁迫等生物过程中起着调节因子的作用。文章综述了近年来发现的植物lncRNA数据库、预测方法、表达及可能的生物学功能。     

RNA干扰技术及应用的研究进展

RNA干扰是近年被发现的细胞本身固有的对抗外源基因浸害的一种自我保护现象,人们利用这一现象对要研究的基因表达进行阻断,从而形成了RNA干扰技术。RNA干扰具有特异、高效、持久的特点,利用RNA干扰技术对目的基因的阻断过程比基因剔除简便,而且应用范围广泛。但是,RNA干扰技术尚处于完善阶段,其作用机制还未完全明了,RNA干扰的方法学也有许多亟待改进之处。     

RNA沉默机制及其抗病毒应用

RNA沉默是发生在植物 (转录后基因沉默或共抑制 )、动物 (RNA干扰 )和真菌 (消除作用 )等真核生物细胞中的一种对外源遗传因子 (转座子、转基因或病毒 )的特异性和高效率的降解机制。随着对植物病毒分子遗传学认识的加深和对寄主防御系统研究的深入 ,发现了许多控制植物病毒病的方法 ,不过迄今为止最为成功的是通过RNA沉默机制获取抗病毒工程植株。在陈述了RNA沉默机制的研究最新进展基础上 ,提出了如何充分利用该机制进行植物抗病毒转基因研究。     

RNA干扰技术在几项研究领域的应用

作为一项新的反向遗传学技术 ,RNA干扰技术正在越来越多地应用于包括鉴定基因功能、疾病治疗、植物病毒抗性研究在内的多项研究领域。在鉴定基因功能研究中 ,由于该技术的操作简便性 ,使得在基因组水平进行大范围的基因功能鉴定成为可能 ;而针对致病相关基因、致病病毒基因组进行RNA干扰 ,可以有效抑制病情恶化 ,有可能成为未来疾病治疗的重要手段 ;同时 ,将RNA干扰技术应用于植物抗病毒研究 ,为工程化植物抗病毒遗传育种提供了一个高效、特异的抗性获得手段。对RNA干扰技术在上述三个研究领域的应用作简要综述 ,并对应用过程中需注意的问题进行了探讨 。     

植物介导的害虫RNA干扰

摘要: 应用植物介导的昆虫RNAi进行害虫防治近10年来受到了广泛的关注,其作用机理包括两个阶段,首先是害虫靶标基因dsRNA在植物体内的表达、运输和贮存,然后是害虫取食该植物后,dsRNA特异性抑制害虫体内靶标基因的表达。目前,植物介导的昆虫RNAi主要针对鳞翅目、鞘翅目和同翅目害虫,可以引起害虫生长发育的异常,导致死亡/繁殖力下降,甚至影响到其子代的生长。影响植物介导昆虫RNAi效率的因素主要包括害虫靶标基因的选择、dsRNA靶定位点及长度、植物表达dsRNA载体的结构和转基因植物的遗传转化方式等。植物介导昆虫RNAi防治害虫的策略也面临着潜在的安全性问题,如转基因植物安全性和RNAi潜在脱靶性等。随着植物介导昆虫RNAi技术的成熟,该方法有望成为害虫防治的新策略。     

基于RNAi技术的转基因植物研究进展

RNA干扰（RNA interference,RNAi）是指由双链RNA（double-stranded RNA,dsRNA）诱发同源mRNA高效特异性降解的现象,在真核生物中普遍存在且进化保守。RNAi技术作为21世纪初的重大科学成就,目前被广泛应用于疾病防治、基因功能研究、植物改良育种等领域。RNAi技术常与转基因技术结合用于植物改良育种,通过不同的载体设计或作用途径来研发满足生产需要的农业生物技术产品。为了明确现阶段基于RNAi技术的转基因植物育种技术进展,综述了RNAi现象的发现和作用机制、转基因载体设计、小RNA（small RNA,sRNA）的递送方式等方面的研究进展,并阐述了基于RNAi技术的转基因植物的研究实例和商业化情况,以期为相关研究提供参考,从而发挥RNAi技术的最大应用价值,使之服务于新时代的农业发展。     

Using RNAi to improve plant nutritional value: from mechanism to application

RNA interference (RNAi) is an ancient mechanism of gene suppression, whose machinery and biological functions are only partially understood. Intensive studies have focused on developing RNAi technologies for treating human diseases and for improving plant traits. Yet application of RNAi to improving the nutritional value of plants for human and animal nutrition, and development of the related RNAi technologies are still in their infancy. Here we discuss current knowledge of plant RNAi function, as well as concepts and strategies for the improvement of plant nutritional value through the development of plant RNAi technologies.     

RNAi技术及在植物抗病毒研究中的应用

RNA干扰(RNA interference,RNAi)技术是一项基因沉默新技术,在抗病毒研究中,人为地将与病毒或宿主基因(宿主基因编码的蛋白质对病毒很重要而对宿主本身作用很小或不起作用)同源的双链RNA(double strand RNA,dsRNA)导入生物体内,引起与其同源的基因发生沉默,从而抑制病毒复制,达到抗病毒的目的。因此RNAi技术在抗病毒研究中倍受关注,并取得了显著成绩。主要对RNAi技术的相关知识以及在植物抗病毒中的应用进展作一综述。     

基于RNAi技术的转基因植物监管现状及其面临的育种领域的挑战

RNA干扰（RNA interference,RNAi）在植物、动物和真菌的生长、发育、病毒防御和转座子失活中起着至关重要的作用。目前已成功利用RNAi技术培育出抗病虫和品质改良等具有优良性状的生物技术产品,为农业绿色发展提供了强有力的支撑。然而,目前RNAi的相关机制尚未完全明确,基于RNAi技术的转基因植物面临着一些亟待解决的问题,同时,对于RNAi转基因植物应用的安全高效监管也需进一步完善。基于此,对RNAi转基因植物的监管现状及其面临的育种上的挑战进行了综述,并对存在的问题提出了解决建议,以期为RNAi技术进一步应用于农业植物改良育种提供新思路,并为其监管评价提供依据。     

Rpfan37在刺槐共生结瘤过程中的功能探究

目的:研究刺槐中与磷脂酰肌醇转运蛋白有较高同源性的基因Rpfan37的功能,为探究相关基因参与豆科植物与根瘤菌共生结瘤过程提供新的思路。方法:通过前期研究,建立豆科植物刺槐与共生根瘤菌互作的抑制差减杂交反交文库,筛选疑似与共生结瘤相关的基因。利用PCR技术快速克隆经实时荧光定量PCR技术(qRT-PCR)分析基因在不同接菌时间及不同植物组织的表达。构建RNA干扰(RNAi)重组载体,转农杆菌介导转化植物根部,接种根瘤菌后验证该基因在刺槐共生结瘤过程的功能。结果:基因表达分析显示,在接菌与未接菌的刺槐根中,处理后第15天,Rpfan37表达均显著上调,但接菌与未接菌处理对该基因表达无显著影响;在成熟的根瘤中,该基因仅为低水平表达。RNAi转化植株的鲜重、株高、根长及结瘤数较对照组显著降低。在显微镜下观察到RNAi植株根毛发育异常;与对照相比,RNAi转化植株形成的根毛卷曲、根毛侵染线及根瘤原基数目均显著降低。根瘤石蜡切片结果显示RNAi植株根瘤中的侵染细胞与对照相比明显减少,分析豆血红蛋白表达发现,RNAi植株中根瘤发育成熟过程明显受阻。结论:在豆科植物刺槐中发现的相关基因Rpfan37能够参与刺槐共生结瘤过程,为研究磷脂酰肌醇转运蛋白在共生结瘤过程中的作用提供了新的理论基础。     

RNAi and microRNA: breakthrough technologies for the improvement of plant nutritional value and metabolic engineering

This article raises the complex issue of improving plant nutritional value through metabolic engineering and the potential of using RNAi and micro RNA technologies to overcome this complexity, focusing on a few key examples. It also highlights current knowledge of RNAi and microRNA functions and discusses recent progress in the development of new RNAi vectors and their applications. RNA interference (RNAi) and microRNA (miRNA) are recent breakthrough discoveries in the life sciences recognized by the 2006 Nobel Prize in Physiology or Medicine. The importance of these discoveries relates not only to elucidating the fundamental regulatory aspects of gene expression, but also to the tremendous potential of their applications in plants and animals. Here, we review recent applications of RNAi and microRNA for improving the nutritional value of plants, discuss applications of metabolomics technologies in genetic engineering, and provide an update on the related RNAi and microRNA technologies.     

Ex vitro composite plants: an inexpensive, rapid method for root biology

Plant transformation technology is frequently the rate-limiting step in gene function analysis in non-model plants. An important tool for root biologists is the Agrobacterium rhizogenes-derived composite plant, which has made possible genetic analyses in a wide variety of transformation recalcitrant dicotyledonous plants. The novel, rapid and inexpensive ex vitro method for producing composite plants described in this report represents a significant advance over existing composite plant induction protocols, which rely on expensive and time-consuming in vitro conditions. The utility of the new system is validated by expression and RNAi silencing of GFP in transgenic roots of composite plants, and is bolstered further by experimental disruption, via RNAi silencing, of endogenous plant resistance to the plant parasitic nematode Meloidogyne incognita in transgenic roots of Lycopersicon esculentum cv. Motelle composite plants. Critical parameters of the method are described and discussed herein.     

RNAi分子机制及在植物功能基因组研究中的应用

RNA干涉现象自20世纪90年代被发现以来,现在已逐渐成为分子生物学和细胞生物学研究的有用工具之一,已被广泛应用到植物功能基因组研究和植物品质营养改良中。RNA干涉机制的深入研究以及该技术在植物基因功能分析中的应用,建立了新的功能基因组学研究平台。阐述了RNAi的分子作用机制、基因沉默的主要类型以及该技术在植物功能基因组研究和品质营养改良上的应用。